Jeho otcem byl herec Julien Schoenaerts a matkou kostýmní výtvarnice, překladatelka a učitelka Dominique Wiche. Má staršího nevlastního bratra Bruna, který se živí jako právník.
Též ztvárnil Larryho v thrilleru 30 minut po půlnoci, nájemného vraha Paze v akčním snímku Bourneovo ultimátum a boxera Roberta Durana v životopisném filmu Hands of Stone.
Pochází z umělecké rodiny, jeho otec je herec, scenárista a režisér maďarsko-židovského původu Peter Kassovitz, který z Maďarska emigroval v roce 1956 v době tehdejší maďarské revoluce.
V roce 1993 odešel do New Yorku, kde po dobu jednoho roku studoval v Actors' Studio. Po návratu do Francie hrál v divadle a v roce 1996 měl filmový debut ve snímku Un samedi sur la terre.